1、 1 / 64本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：帶螺紋圓盒注塑模設(shè)計(jì)學(xué)生：學(xué) 號(hào)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：2012 年 4 月 30 日 I / 64目 錄摘要ABSTRACT第一章諸論 11.1 塑料模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 11.1.1 模具制造技術(shù)現(xiàn)狀與其發(fā)展 21.2 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41.2.1 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41.2.2 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41.2.3 造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5第二章塑件的結(jié)構(gòu)分析與成型工藝設(shè)計(jì) 62.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 62.1.1 塑件的外型分析 62.1.2 塑件材料(PS)分析 62.1.3 聚苯乙烯（PS）的性能和成型特點(diǎn) 72.1.4 確定塑件收縮率 92.1.5

2、 壁厚的確定 92.1.6 塑件的脫模斜度 92.1.7 圓角的設(shè)計(jì) 102.1.8 側(cè)向活動(dòng)鑲件設(shè)計(jì) 102.1.9 孔的設(shè)計(jì) 112.2 注射模設(shè)計(jì)與成形工藝 112.2.1 注射模簡(jiǎn)介 112.2.2 注射模組成 112.3 注射成形工藝 122.3.1 注射成形前的準(zhǔn)備 122.3.2 注射過(guò)程 122.3.3 塑料制品的后處理 142.4 塑件的工藝分析 14 2.4.1 注射成型原理 15第三章塑料注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 173.1 注射模結(jié)構(gòu)選取 173.1.1 型腔數(shù)目的確定 173.1.2 分型面的設(shè)計(jì) 183.1.3 型腔的配置 193.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 203.2.1 澆注

3、系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 203.2.2 澆注系統(tǒng)的分類與組成 203.2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 203.2.4 主流道的設(shè)計(jì) 203.2.5 分流道的設(shè)計(jì) 223.2.6 澆口的設(shè)計(jì) 223.3 彎銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 243.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 253.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與選用 253.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 263.7 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 263.8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 273.9 成型零件的設(shè)計(jì) 283.9.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 283.9.2 凸模與型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 293.9.3 螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 303.10 成型零部件設(shè)計(jì)的計(jì)算依據(jù) 323.10.1 成型零件的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 363.11

4、模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 383.12 支撐零部件的設(shè)計(jì) 40第四章塑料注射模其它設(shè)計(jì) 414.1 選標(biāo)準(zhǔn)模架 414.2 成型零件材料選用 41 III / 644.3 注射模鋼種的選用 414.4 最大注射壓力的校核 424.5 最大注塑量的校核 424.6 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 424.7 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 434.8 開(kāi)模行程校核 444.9 脫模力的計(jì)算 444.10 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 454.10.1 冷卻裝置的設(shè)計(jì)原則 454.10.2 冷卻裝置的選用 464.10.3 冷卻回路的計(jì)算 46總結(jié) 52參考文獻(xiàn) 53致 54 I / 64摘要本

5、次畢業(yè)設(shè)計(jì)討論了圓盒注塑模的模具結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)。具體容包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具型腔數(shù)量和布局的確定、注射機(jī)選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模架與其標(biāo)準(zhǔn)件的選用、脫模與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、成型部件的設(shè)計(jì)；工藝設(shè)計(jì)注塑工藝、主要模具零件機(jī)加工藝與模具裝配工藝設(shè)計(jì)。塑件是一個(gè)尺寸較大圓盒，有側(cè)向外螺紋，需要設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，增加了模具的復(fù)雜程度，是本次設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)。同時(shí)，因塑件較大，成型部件的設(shè)計(jì)中無(wú)法選用很多標(biāo)準(zhǔn)件，只能另外展開(kāi)獨(dú)立設(shè)計(jì)。最后的裝配與公差配合要很好的達(dá)到要求對(duì)設(shè)計(jì)者也是一個(gè)很大難度的挑戰(zhàn)。因此，設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)過(guò)了多次計(jì)算和修改，使論文與設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)定的實(shí)用要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：圓盒；注射

6、模；側(cè)向螺紋抽芯；工藝設(shè)計(jì) ABSTRACTABSTRACTThis paper introduced the round-box structure and the injection of the design process. From the cavity of determining the number and layout, the injection of choice, pouring system design, temperature control system design, mold base and the selection of standard parts,

7、 and Stripping out the core design, shaping the design of components, such as injection of January 1st to Die The details. Plastic pieces of a larger round box, a side of the field thread, the need for lateral core pulling bodies and increase the complexity of the mold,this is a key to paper. At the

8、 same time, because of larger plastic parts, molding components in the design of many choose not marked pieces, can only start another independent design. The final assembly line with tolerance and good to meet the requirement is also a very difficult challenge. Therefore, the design process through

9、 a number of calculations and modified to meet the preset papers and design requirements. KeywordsKeywords: : the round box;injection mould,;lateral core pulling threads;prosess design III / 64 1 / 64第一章 諸論1.1 塑料模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 模具制造技術(shù)現(xiàn)狀與其發(fā)展(一) 現(xiàn)狀模具的特點(diǎn)決定了模具工業(yè)的快速發(fā)展，模具制造水平是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。我國(guó)已經(jīng)具備制造大型、

10、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的能力。如：硬質(zhì)合金多工位級(jí)進(jìn)模，步距精度0.005mm,成形表面粗糙度達(dá) 0.4-0.1m,鑲件的重復(fù)定位精度0.005mm,互換性好,模具壽命達(dá) 1 億沖次,具有自動(dòng)沖切、疊壓、鉚合、扭角、計(jì)數(shù)分組和安全保護(hù)功能。又如：大型的塑料模，重達(dá) 10 噸以上，尺寸精度為 0.01mm,型腔 Ra=0.1m,模具壽命達(dá) 30 萬(wàn)次以上。達(dá)到國(guó)際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。（二）發(fā)展?fàn)顩r（1） 制造設(shè)備水平的提高促進(jìn)模具制造技術(shù)的發(fā)展 先進(jìn)的模具加工設(shè)備拓展了機(jī)械加工模具的圍，提高了加工精度，降低了表面粗糙度，大大提高了生產(chǎn)效率。如：數(shù)控仿形銑床、加工中心、精密坐標(biāo)磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨

11、床、數(shù)控電火花成形機(jī)、慢走絲線切割、精密電加工機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、擠壓研磨機(jī)、激光快速成形機(jī)等。（2） 模具新材料的應(yīng)用促進(jìn)模具制造技術(shù)的發(fā)展 模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要因素，目前我國(guó)模具壽命僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1/5-1/3，而其中材料和熱處理原因占 60以上。隨著新型優(yōu)質(zhì)模具鋼的不斷開(kāi)發(fā)（如：65Nb、LD1、HM1、GR 等）以與熱處理工藝和表面強(qiáng)化處理工藝的進(jìn)一步的完善和發(fā)展， （如：組織預(yù)處理、高淬低回、低淬低回、低溫快速退火等熱處理工藝以與化學(xué)熱處理、氣相沉積、滲金屬、電火花強(qiáng)化等新工藝、新技術(shù)） 。都將極促進(jìn)和提高模具制造技術(shù)的快速發(fā)展。（3）模具標(biāo)準(zhǔn)化程

12、度的提高促進(jìn)模具制造技術(shù)的發(fā)展 模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度是模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，目前我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化程度約占 30，而發(fā)達(dá)國(guó)家為 7080，標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)了模具的商品化，商品化推動(dòng)了模具生產(chǎn)的專業(yè)化。從而提高模具制造質(zhì)量，縮短制造周期，降低 制造成本，也促進(jìn)新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。（4）模具現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造技術(shù)促進(jìn)了模具制造技術(shù)的發(fā)展CAD/CAM/CAE 技術(shù)的發(fā)展，使模具設(shè)計(jì)與制造向著數(shù)字化方向發(fā)展，尤其在成形零件方面軟件（如 UG、Pro/E）的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)與制造的一體化，極大的提高了模具制造技術(shù)和制造水平，也是未來(lái)模具制造技術(shù)的主要發(fā)展方向。（三）發(fā)展趨勢(shì)社會(huì)快速發(fā)展，產(chǎn)品不斷增多，更新?lián)Q代

13、加快，模具質(zhì)量和生產(chǎn)周期尤為重要，從而決定了模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：（1）粗加工向高速加工發(fā)展（2） 成形表面的加工向精密、自動(dòng)化方向發(fā)展（3） 光整加工向自動(dòng)化方向發(fā)展（4）反向制造工程制模技術(shù)的發(fā)展以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和快速成形技術(shù)為代表的反向制模技術(shù)是以復(fù)制為原理的制造技術(shù)，是模具制造技術(shù)的又一重要發(fā)展方向，特別適用于多品種、小批量、形狀復(fù)雜的模具制造。（5）模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)將有更快的發(fā)展從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具工作狀態(tài)的模擬自動(dòng)加工程序的生成自動(dòng)化加工、自動(dòng)檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)到制造的一體化是模具制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。1.1.2 我國(guó)塑料模的現(xiàn)狀 模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降

14、低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，已越來(lái)越受到各工業(yè)部門(mén)的重視。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作條件下，對(duì)模具的精度越來(lái)越高，使用壽命越來(lái)越長(zhǎng)。為了滿足這些要求，國(guó)外都在模具材料的研究和開(kāi)發(fā)上作了巨大的努力，也在這方面取得了不少成果。 3 / 64目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約為 680 億美元。我國(guó) 2004 年模具產(chǎn)值為 530 億元，模具出口 4.91 億美元，同時(shí)還進(jìn)口 18.13 億美元。我國(guó)已成為世界上凈出口模具最多的國(guó)家。大型多工位級(jí)進(jìn)模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相

15、比，仍有很大差距，特別是模具壽命低的問(wèn)題非常突出。如：國(guó)外硅鋼片沖?？偸褂脡勖?500 萬(wàn)次以上，而國(guó)一般為 50 萬(wàn)-60 晚次，最高 150 萬(wàn)次。國(guó)熱鍛模使用壽命 50 萬(wàn)次，國(guó)只有 3-5 萬(wàn)次。國(guó)外熱鍛模使用壽命 12000 次以上，國(guó)一般為 3000-5000 次。影響模具壽命的因素較多，但模具材料是重要因素。高壽命模具離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)模具材料。 國(guó)模具鋼品種少、質(zhì)量差、性能低。雖然國(guó)也研制出許多高性能模具鋼，但大多數(shù)是上世紀(jì) 70-80 年代研制的，因種種原因，真正使用的量較少，鋼種也不多。每年使用量不足 1 萬(wàn)噸。故在生產(chǎn)上使用的仍然是老鋼種為主，如冷模用 CrWMn、Crl2、C

16、rl2MoV 等，熱模用 3CrW8V、6542 等，另外，由于模具鋼的改鍛效果差、選材與熱處理不當(dāng)?shù)仍?，也造成模具的壽命低?，F(xiàn)從塑料模具鋼方面，扼要分析國(guó)模具鋼的研究開(kāi)發(fā)情況。近年來(lái)，中國(guó)塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比重約為 30%。隨著中國(guó)汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來(lái)模具市場(chǎng)中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長(zhǎng)，汽車模具潛在市場(chǎng)十分巨大。據(jù)介紹，在生產(chǎn)汽車時(shí)，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車約需 200 多件飾件模具，而制造保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán)、油箱、方向

17、盤(pán)等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢(shì)所趨，預(yù)計(jì) 2010 年全國(guó)塑料門(mén)窗和塑管普與率將達(dá)到 30%50%，塑料排水管市場(chǎng)占有率將超過(guò)50%，都會(huì)大大增加對(duì)模具的需求量。應(yīng)該說(shuō)，塑料模具的應(yīng)用潛力是不可低估的。專家預(yù)測(cè)，大型、精密、設(shè)計(jì)合理的注塑模具將受到市場(chǎng)普遍歡迎。 全國(guó)塑料加工業(yè)區(qū)域分布相類似，珠三角、長(zhǎng)三角的塑料制品加工業(yè)位居前列， 浙 江、和塑料模具產(chǎn)值在全國(guó)模具總產(chǎn)值中的比例也占到 70?，F(xiàn)在，這 3 個(gè)省份的不少企業(yè)已意識(shí)到塑模業(yè)的無(wú)限商機(jī)，正積極組織模具產(chǎn)品的開(kāi) 發(fā)制造。 然而由于塑料零配件形狀復(fù)雜、設(shè)

18、計(jì)靈活，對(duì)模具材料、設(shè)計(jì)水平與加工設(shè)備均有較高要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認(rèn)為，目前中國(guó)與國(guó)外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結(jié)果檢驗(yàn)等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約。 專家指出，面對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，中國(guó)塑模企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測(cè)以與信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國(guó)際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問(wèn)題。 1.2 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

19、1.2.1 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題，是要保證其使用功能要求。在充分分析塑件使用功能的基礎(chǔ)上確定塑件的整體結(jié)構(gòu)、各組成部分幾何形狀、尺寸、材質(zhì)和外觀要求與強(qiáng)度等。塑件的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在滿足其功能要求的前提下，力求簡(jiǎn)單、可靠。因?yàn)楹?jiǎn)單的塑件結(jié)構(gòu)容易滿足其功能要求，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用、安全的目的。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解它是單獨(dú)使用，還是與其它零件組合起來(lái)使用，在使用過(guò)程中它的主要功能和輔助功能是什么。如果它是與其它零件組合起來(lái)使用，那么它的哪些部分、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸受其它零件制約、不可變動(dòng)，哪些部分可通過(guò)直觀判斷、試驗(yàn)后加以修正。1.2.2 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想獲得合格的塑料制件，除合理選用塑件的原材料外，

20、還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。只有塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足成型工藝要求，才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。在塑件功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)加工制造的可能性和簡(jiǎn)捷性，必須進(jìn)行工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，要選擇合適的材料，以保證在使用過(guò)程中的可靠性與加工過(guò)程中的可行性，用以確定成型方法與成型工藝對(duì)塑件 5 / 64提出的工藝結(jié)構(gòu)要求。塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要容如下：塑件外側(cè)壁應(yīng)有恰當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?，外表面結(jié)合處，加強(qiáng)筋端部和根部等以與所有能允許設(shè)計(jì)圓角的地方均應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角。塑件壁厚要均勻，加強(qiáng)筋、凸臺(tái)、支撐面、邊緣、底部形狀的設(shè)計(jì)要保證其強(qiáng)度，利于其成型和脫模。金屬嵌件要滿足塑件使

21、用功能要求，與塑件連接牢固性要求，成型時(shí)便與在模具中裝固，成型后容易從模具中脫出。塑件表面的花紋、圖案、文字、符號(hào)等的設(shè)計(jì)要考慮成型與脫模、使用中的損傷、模具加工等問(wèn)題。此外處于塑件外形輪廓最大部分得分型線痕跡，不影響其工作特性與表觀質(zhì)量。因此在塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解其在使用中的機(jī)能，又要熟悉材料的性能特點(diǎn)，成型工藝過(guò)程與特點(diǎn)。只有正確的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保證塑件順利成型、脫模，確保塑件質(zhì)量，避免塑件在成型中出現(xiàn)裂紋、凹陷、氣孔、銀紋、等一系列成型缺陷，增強(qiáng)塑件的使用中的可靠性與持久性。1.2.3 造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件造型設(shè)計(jì)是指按照美的法則，如對(duì)比與調(diào)合、概括與簡(jiǎn)單、對(duì)稱與平衡，安定與輕

22、巧、尺寸與比例、主從、比擬、聯(lián)想等對(duì)塑件外觀形狀、圖案、色彩與其相互的結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)視覺(jué)給人以美的感覺(jué)。工業(yè)制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一門(mén)技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的多元交叉科學(xué)。塑件制品種類繁多，外形也千奇百怪。對(duì)于這些制品，都要通過(guò)外部造型設(shè)計(jì)加以裝飾美化。因?yàn)槿藗兺ǔ６际窃跐M足功能要求下，總是喜歡購(gòu)置外形美觀的制品，因?yàn)橥庑卧O(shè)計(jì)獨(dú)特的制品更容易吸引觀眾的眼球。對(duì)于單獨(dú)使用的塑件或殼體制品，一定要認(rèn)真的進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，以滿足其使用機(jī)能要求，是現(xiàn)代制品設(shè)計(jì)的根本目的，滿足人的心理需要是制品使用功能設(shè)計(jì)的根本依據(jù)。 “實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”是制品造型設(shè)計(jì)的基本原則。使人們?cè)谑褂盟芗r(shí)有一種美的享受，同時(shí)又能保證使

23、用者在使用它時(shí)感到方便、安全、可靠、舒適。 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)分析與成型工藝設(shè)計(jì)2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析2.1.1 塑件的外型分析塑件如圖 2.1 所示圖 2.1 塑件圖塑件是塑料圓盒的主視圖。塑件底部有外螺紋，因此要選用側(cè)向抽芯的模具結(jié)構(gòu)。因?yàn)橛袀?cè)向抽芯，所以最合適的結(jié)構(gòu)就是采用一模一件的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)看，該塑件可用于外殼，化學(xué)容器等。 7 / 642.1.2 塑件材料(PS)分析選材在設(shè)計(jì)過(guò)程中是個(gè)關(guān)鍵步驟，對(duì)于指定部件的選材，最主要的是考慮部件的功能和決定部件功能的有關(guān)材料性能，同時(shí)還要考慮諸如部件的特點(diǎn)和禁忌、使用時(shí)的外界條件、臨界條件、使用壽命和使用方式、維修方法、制品尺寸和尺寸精

24、度、成型加工工藝、生產(chǎn)數(shù)量、生產(chǎn)速度、成本、原料來(lái)源和經(jīng)濟(jì)效益等等。這些因素包括兩方面，一方面是使用環(huán)境介質(zhì)和環(huán)境條件，如構(gòu)件承受的負(fù)荷和自重，沖擊和振動(dòng)等機(jī)械作用的影響；接觸的氣體、液體、固體與化學(xué)藥品；曝露的大氣環(huán)境 (氣溫、濕度、降雨、冰雪以與有害氣體等)的影響；貯存環(huán)境條件和長(zhǎng)期貯存的的影響；此外，除靜態(tài)破壞影響外，還要考慮摩擦升溫、蠕變、成型收縮等引起的變形、應(yīng)力松弛以與反復(fù)應(yīng)變而引起的疲勞，高應(yīng)變率引起的力學(xué)性能變化等等。另一方面是搬運(yùn)、勤務(wù)處理或操作時(shí)，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影響。充分考慮這些因素才能明確所要求的綜合性能。從圓盒的結(jié)構(gòu)性能和用途與成型等各方面

25、考慮，它需要的材料是耐化學(xué)品性良好，能耐礦油、有機(jī)酸、堿鹽等。且流動(dòng)性好，易于加工成型，染色性好，無(wú)毒無(wú)臭。聚苯乙烯正好符合性能方面的要求，因此，選用聚苯乙烯（PS）。聚苯乙烯是以苯乙烯為原料，用懸浮法聚合制成，即苯乙烯以水為介質(zhì)，碳酸鎂、磷酸鈣等為主要分散劑，順丁烯二酸酐苯乙烯共聚物，鈉鹽為分散劑，于 150C 高溫或 85C 下，以過(guò)氧化二苯甲酰引發(fā)聚合，再經(jīng)洗滌，離心干燥即得成品。2.1.3 聚苯乙烯（PS）的性能和成型特點(diǎn)（一）基本特性聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無(wú)色透明、無(wú)毒無(wú)味，落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，密度為 1.054g/m3 。聚苯乙烯的力學(xué)性能和

26、聚合方法、相對(duì)分子質(zhì)量大小、定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。相對(duì)分子質(zhì)量越大，機(jī)械強(qiáng)度越高。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能（尤其是高頻絕緣性能）和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。能耐堿、硫酸、磷酸、10%30%的鹽酸、稀醋酸與其他有機(jī)酸，但不耐硝酸與氧化劑的作用。對(duì)水、乙醇、汽油、植物油與各種鹽溶液也有足夠的抗腐蝕能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮類和脂類等。聚苯乙 烯的著色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。但耐熱性低，熱變形溫度一般在7098C，只能在不高的溫度下使用。質(zhì)地硬而脆，有較高的熱膨脹系數(shù)，因此，限制了它在工程上的應(yīng)用。近幾十年來(lái)，發(fā)展了改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯為基體的聚合物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點(diǎn)，

27、又保留了它的優(yōu)點(diǎn)，從而擴(kuò)大了它的用途。PS 塑料的主要技術(shù)指標(biāo)如下表 2.1表表 2.12.1 PSPS 塑料的主要技術(shù)指標(biāo)塑料的主要技術(shù)指標(biāo)密度（克/厘米）1.041.06比體積（厘米 / 克）0.940.96吸水率（%）0.030.05收縮率(%)0.60.8熔點(diǎn)()1311650.46 Mpa熱變形溫度()1.85MPa6596抗拉屈服強(qiáng)度(MPa)350630拉伸彈性模量(MPa)2.83.510抗彎強(qiáng)度(MPa)610980無(wú)缺口沖擊韌度(牛分米/厘米 )缺口0.540.86硬度(HB)M6580體積電阻系數(shù)（歐姆厘米）1016擊穿電壓（千伏/毫米）19.727.5（二）成型特性（1

28、）無(wú)定形料，吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生應(yīng)力。（2）流動(dòng)性較好，溢邊值 0.03 毫米左右，防止出飛邊。（3）塑件壁厚應(yīng)均勻，不宜有嵌件， （如有嵌件應(yīng)加熱） ，缺口，尖角，各面應(yīng)圓滑連接。（4）可用螺桿或是柱塞式注射機(jī)加工，噴嘴可用直通式或是自鎖式。（5）宜用高料溫，模溫，低注射壓力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低注射壓力，防止縮孔和變形，但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。 9 / 64（6）可以采用各種形式進(jìn)料口，進(jìn)料口和塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時(shí)損壞塑件，脫模斜度應(yīng)在 2以上，頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開(kāi)裂變形等，可用熱澆道結(jié)構(gòu)。（三）主要用途電子電器：可用

29、于制造電視機(jī)錄音機(jī)與其各種電器儀表零件、殼體、高頻電容器等。建筑方面：用于公用建筑透明部件、光學(xué)儀器和透明模型的生產(chǎn)，如燈罩、儀器罩殼、包裝容器等。日常用品：梳子、盒子、牙刷柄、圓珠筆管、學(xué)習(xí)用具，兒童玩具等。其他方面：可用于發(fā)泡制作防震、隔音。保溫、夾心結(jié)構(gòu)材料，電冰箱、火車、船，飛機(jī)等也用他來(lái)作隔熱隔音，還可以用來(lái)做救生圈。2.1.4 確定塑件收縮率模具型腔和型芯的加工尺寸除了計(jì)算基本尺寸之外，還有一個(gè)加工公差的問(wèn)題。按照慣例，模具的加工公差為塑件公差的 1/3。但由于塑料收縮率圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑料所成形塑件的尺寸公差。即由收縮率圍較大或收縮率穩(wěn)定較差塑料成形塑件

30、的尺寸公差應(yīng)取得大一些。否則就可能出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品。 由于該制件制件精度要求不高，故考慮成型收縮率為塑料的平均收縮率0.7。2.1.5 壁厚的確定塑件壁厚對(duì)成型工藝的影響很大。合理的確定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求，壁厚過(guò)小，成型時(shí)流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜塑件難以充滿型腔。塑件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下幾方面要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度;脫模時(shí)能經(jīng)受推出機(jī)構(gòu)的推出力而不變形；能承受裝配時(shí)的緊固力。壁厚過(guò)大，不但造成原料的浪費(fèi)，對(duì)熱塑性塑料則增加了冷卻時(shí)間，降低了生產(chǎn)率，另外也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。由于同一塑料零件的壁厚應(yīng)盡可能一致，設(shè)計(jì)要求給

31、出圓盒外殼和槽的壁厚為2mm，查表得屬于圍可取。 2.1.6 塑件的脫模斜度為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮塑件的外壁具有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關(guān)。塑件冷卻時(shí)的收縮會(huì)使它包緊住模具的型芯或型腔中的凸起部分，因此，為了便于從塑件中抽出型芯或從型腔中脫出塑件，防止脫模時(shí)拉傷塑件，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須使塑件外表面留有足夠的脫模斜度，在模具上即稱為脫模斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚與塑料的收縮率。查表得到聚苯乙烯所需的脫模斜度為一般取 502，因此取型芯和型腔的脫模斜度均為 2。2.1.7 圓角的設(shè)計(jì)在塑件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了避

32、免應(yīng)力集中，提高塑件的強(qiáng)度，改善熔體的流動(dòng)情況和便于脫模，在塑件各外表面的轉(zhuǎn)角連接處，均應(yīng)采用圓弧過(guò)渡。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時(shí)不致應(yīng)力集中而開(kāi)裂。塑件無(wú)特殊要求時(shí),各連接處均應(yīng)有半徑不小于 0.51mm 的圓角，一般外圓弧半徑 R1 均為壁厚 t的 1.5 至 2.5 倍。故外圓角為半徑設(shè)為 5mm，圓角半徑為 3mm。2.1.8 側(cè)向活動(dòng)鑲件設(shè)計(jì)塑件側(cè)向有外螺紋圓環(huán)，用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)抽芯的目的。只能采用帶有相配合螺紋的兩個(gè)半圓環(huán)活動(dòng)鑲件，并用彎銷來(lái)完成鑲件的推出和復(fù)合運(yùn)動(dòng)。采用活動(dòng)鑲件結(jié)構(gòu)形式的模具，其優(yōu)點(diǎn)不僅省去了斜導(dǎo)柱、滑塊等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造，使模具外形縮小，大大降

33、低了模具的制造成本，更主要的是在某些無(wú)法安排斜滑塊等結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，便可采用活動(dòng)鑲件形式?；顒?dòng)鑲件在模具中應(yīng)有可靠的定位，與塑件還應(yīng)牢固的連接，它與安裝孔之間一般有35mmH8/f8 配合，然后在下部制出 35的斜度。另外為了使活動(dòng)鑲件在沒(méi)有完全到位而發(fā)生事故時(shí)減少對(duì)型腔的損壞，活動(dòng)鑲件的硬度應(yīng)略低于型腔的硬度。結(jié)構(gòu)如下圖 2.2 11 / 64圖 2.2 側(cè)向分型結(jié)構(gòu)右2.1.9 孔的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)塑件中孔的位置時(shí)，應(yīng)不致影響到塑件的強(qiáng)度，并應(yīng)盡量不增加模具制造的復(fù)雜性。此塑件上沒(méi)有成型孔，所以不用考慮設(shè)計(jì)孔的要求。2.2 注射模設(shè)計(jì)與成形工藝2.2.1 注射模簡(jiǎn)介塑料注射成形所用的模具稱為注射成形

34、模具，簡(jiǎn)稱注射模。塑料的注射成形過(guò)程是借助于注射機(jī)的螺桿或柱塞的推力，將已塑化的塑料熔體以一定得壓力和速率注射到閉合的模具型腔，經(jīng)冷卻、固化。定型后開(kāi)模而獲得制品。2.2.2 注射模組成注射模由動(dòng)模和定模兩部分組成。動(dòng)模安裝在注射機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)上，定模安裝在注射機(jī)的固定工作臺(tái)面上。動(dòng)模和定模閉合后已塑化的塑料通過(guò)澆注系統(tǒng)注入到模具型腔中冷卻、固化和定型。通常要求注射模分開(kāi)后，制品滯留在動(dòng)模一側(cè)，由設(shè)置在動(dòng)模的脫模機(jī)構(gòu)將制品從模推出。（1）成形零部件：指構(gòu)成模具型腔、直接與塑料熔體相接觸并成形制品的模具零件或部件。（2）澆注系統(tǒng) （3）導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)（4）脫模機(jī)構(gòu)（5）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)（6）溫度

35、調(diào)節(jié)系統(tǒng)（7）排氣系統(tǒng)2.3 注射成形工藝包括成形前的準(zhǔn)備、注射過(guò)程和制品的后處理。2.3.1 注射成形前的準(zhǔn)備（一）原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理在成型前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行外觀和工藝性能檢驗(yàn)，包括色澤、粒度與均勻性、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量。必要時(shí)應(yīng)對(duì)塑料的工藝性能進(jìn)行測(cè)試。聚苯乙烯雖然吸水性不強(qiáng)，經(jīng)驗(yàn)上往往要進(jìn)行干燥處理。（二）嵌件的預(yù)熱成型前對(duì)金屬嵌件預(yù)熱也是一種有效的措施。嵌件的預(yù)熱應(yīng)根據(jù)塑料的性能和嵌件的大小而定。彎銷滑塊算是比較大的嵌件，所以要進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度可達(dá) 150C.以減小塑料熔體與金屬嵌件之間的溫度差。（三）料筒的清洗或拆換在注射成型前，如果注射機(jī)料筒中殘存的塑料不同或顏色不

36、一致時(shí)，一般要進(jìn)行清洗。對(duì)于螺桿式注射機(jī)通常使用直接換料清洗，通過(guò)連續(xù)對(duì)空注射，直至排盡同殘料；常用的清洗劑有硬脂酸鋅、硅油、蓖麻油等。（四）脫模劑的選用為了使制品容易從模具脫出，還需要對(duì)某些模具的型腔噴涂脫模劑。常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟和硅油等。本例脫模劑選用液體石蠟脫模劑。2.3.2 注射過(guò)程注射的過(guò)程包括：加料、塑化、注射、保壓、冷卻、脫模。但就塑料注射成型中的實(shí)質(zhì)變化來(lái)說(shuō)，分為塑料的塑化、熔體充滿型腔和冷卻定型三大過(guò)程。（一）加料 13 / 64加料是指塑料原料由注射機(jī)料斗落入到料筒的過(guò)程。在一定時(shí)間定量將塑料加入到料筒中，以保證操作穩(wěn)定塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑性。若加料

37、過(guò)多，受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易引起物料的熱降解，同時(shí)注射機(jī)的損耗功率增多；若加料過(guò)少，料筒缺少傳壓介質(zhì)，型腔中塑料熔體壓力降低，難于補(bǔ)縮，塑件容易產(chǎn)生收縮，凹陷與機(jī)械強(qiáng)度降低等缺陷。（二）塑料的塑化塑化指塑料在料筒加熱，由固體粉料或粒料轉(zhuǎn)換成粘流態(tài)，并使其具有良好可塑性的均勻熔化過(guò)程。塑化進(jìn)行得如何關(guān)系到塑料制品得產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)塑化的要：在規(guī)定時(shí)間塑化除足夠數(shù)量的熔融塑料。塑料熔體在進(jìn)入塑料模腔之前應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度。而且熔融各點(diǎn)的溫度應(yīng)均勻一致，避免局部溫度過(guò)高或過(guò)低。（三）熔融充滿型腔（注射充模）與冷卻定型是指塑料在注射機(jī)料筒經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，通過(guò)模具澆注系統(tǒng)注入模具型腔的過(guò)程。該過(guò)程

38、的時(shí)間不長(zhǎng)，但要合理地控制過(guò)程的溫度、壓力、時(shí)間等條件，對(duì)獲得良好塑性卻很重要。根據(jù)塑料熔融進(jìn)入型腔的變化情況，又可分為充模、壓實(shí)、倒流和澆口凍結(jié)后的四個(gè)凍結(jié)階段，在這過(guò)程中，溫度總的是下降趨勢(shì)。（1）充模：是指將塑化好的塑料熔體在螺桿的推動(dòng)下，經(jīng)注射機(jī)噴嘴與模具澆注系統(tǒng)注入模具型腔并充滿型腔。這一階段的變化是：當(dāng)熔體未注入模具型腔前，型腔的壓力基本為 0，待型腔充滿熔體時(shí)壓力達(dá)到最大值。若慢速則各向異性顯著；若快速，則熔接強(qiáng)度較高。（2）壓實(shí)：這一階段是從熔體充滿型腔時(shí)起至螺桿開(kāi)始退回時(shí)為止。在注射機(jī)螺桿的推動(dòng)下熔體依然保持壓力進(jìn)行補(bǔ)料，使料筒中的熔料繼續(xù)進(jìn)入型腔，以補(bǔ)充型腔中塑料收縮的需要

39、。目的是為了減少收縮率。在這段時(shí)間型腔的熔體的壓力依然為最大值。（3）倒流：這一階段是從螺桿開(kāi)始后退時(shí)起至澆口處熔體凍結(jié)時(shí)為止。這時(shí)型腔熔體的壓力比澆注系統(tǒng)流道壓力高。 ，導(dǎo)致型腔熔體通過(guò)澆口向澆注系統(tǒng)倒流，從而使型腔熔體的壓力迅速下降。倒流一直持續(xù)到澆口熔料凍結(jié)為止。（4）冷卻：目的是冷卻和硬化。是指從澆口處塑料完全凍結(jié)起到塑件脫模 時(shí)取出時(shí)為止。這時(shí)模具型腔的塑料繼續(xù)冷卻并凝固成型。脫模時(shí)，塑件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。冷卻時(shí)，隨著溫度的繼續(xù)下降，型腔的塑料體積收縮，壓力也逐漸下降。開(kāi)模時(shí)，殘余應(yīng)力（型腔的壓力與外界大氣壓壓力之差）要盡量趨向于 0。2.3.3 塑料制品的后處理由于塑化不均勻塑料部

40、存在不可避免的一些應(yīng)力。而應(yīng)力的存在導(dǎo)致制品在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生開(kāi)裂，因此應(yīng)該設(shè)法消除。通過(guò)后處理可以改善制品的性能和提高制品尺寸的穩(wěn)定性。塑件制品后處理主要是指調(diào)濕處理。調(diào)濕處理是將塑件放在一定溫度的液體介質(zhì)靜止一段時(shí)間，在隔絕空氣的條件下，加快塑料的吸濕平衡以盡量穩(wěn)定塑料的性能與其形狀的處理過(guò)程。調(diào)濕處理的目的是防止氧化，主要液體介質(zhì)是液體聚碳酰胺。調(diào)濕處理還可以消除殘余應(yīng)力，還可以起到增塑劑的作用，從而改善塑件的柔韌性，使其沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)。2.4 塑件的工藝分析（一）成型工藝類型的選擇塑料的的種類很多，其成型的方法也很多，有注射成型、壓縮成型、壓注成型、擠出成型、氣動(dòng)與液壓成型、

41、泡沫塑料的成型等。注射模塑又稱為注射成型，是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要方法。除少數(shù)熱塑性塑料外，幾乎所有熱塑性塑料都可以用注射成型方法生產(chǎn)塑料制品。注射模塑不僅用于熱塑性塑料的成型，而且還用于熱固性塑料的成型。壓縮模塑又稱為模壓成形或壓制。它的方法是先將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具加料腔中，然后合模加壓，使其成型并固化，從而獲得所需要的塑料制品。壓注成型又稱傳遞成型，它是在壓縮成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種熱固性塑料的成型方法。其工藝過(guò)程與壓縮成型工藝基本一樣。擠出工藝又稱擠出模塑或擠出成型。它在熱塑性塑料成型中，是一種用途廣泛、所占比例很大的加工方法。聚苯乙烯為熱塑性材料

42、，所以選用注射成型的工藝。（二）注射機(jī)的選擇 15 / 64熱塑性成型是靠注射機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。注射機(jī)可分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)，基于柱塞式注射機(jī)塑化不均勻、注射壓力損失大、注射量的提高受到限制，加上生產(chǎn)線已非常少使用柱塞式注射機(jī)，故此設(shè)計(jì)使用螺桿式注射機(jī)。通過(guò)粗略計(jì)算得，塑件體積為 105.84cm3，澆注系統(tǒng)體積估計(jì)為塑件體積的 1/6-1/3,取 25 cm3 依據(jù)表部分國(guó)產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用 XS-ZY-500 注射機(jī)，為螺桿式。2.4.1 注射成型原理注射成型過(guò)程是將粒狀或粉狀的塑料從注射機(jī)料斗中加入到塑化料筒，經(jīng)受熱而熔融化成粘流態(tài)然后在注射機(jī)螺桿的推動(dòng)下熔融塑料經(jīng)料筒前端的噴嘴

43、與模具澆注系統(tǒng)而被注入模具的閉合型腔，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的冷卻或保壓，待塑料在模具型腔凝固定型后，注射機(jī)開(kāi)合模機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開(kāi)啟模具推出塑件。注射機(jī)的外形，如圖 2.3圖 2.3 XS-ZY-500 注射機(jī)外觀圖XS-ZY-500 注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表 2.2表表 2.22.2 XS-ZY-500XS-ZY-500 注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)額定注射量(cm3)500注射方式螺桿式螺桿直徑()65最大開(kāi)（合）模行程()500注射壓力(Mpa)104模具最大厚度()450注射行程()200模具最小厚度()300機(jī)器外形尺寸650013002000動(dòng)定模固定板尺寸()700850 （mm）合模力(kN

44、)3500拉桿空間()540440噴嘴孔直徑()5噴嘴圓弧半徑R18注射時(shí)間（s）2.7合模方式液壓-機(jī)械螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）20、25、32、38、42、50、63、80液體泵（流量 L/min、壓力Mpa）200、25，6.5最大成型面積(cm2)1000電動(dòng)機(jī)功率（KW）22螺桿驅(qū)動(dòng)功率（KW）7.5加熱功率（KW）14 17 / 64第三章 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 注射模結(jié)構(gòu)選取注射模的分類方法很多，按注射模結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分類，可分為 10 種類型：（1）單分型面注射模；（2）雙分型面注射模：（3）帶有活動(dòng)鑲件的注射模；（4）斜滑塊側(cè)向抽芯注射模；（5）斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模

45、；（6）自動(dòng)卸螺紋的注射模；（7）定模設(shè)置推出機(jī)構(gòu)的注射模；（8）無(wú)流道注射模：（9）帶定距分型拉緊機(jī)構(gòu)的注射模。 （10）層疊注射模。本設(shè)計(jì)采用: 帶有活動(dòng)鑲件（彎銷滑塊）的注射模。因?yàn)樗芗袀?cè)向外螺紋，用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)抽芯的目的。3.1.1 型腔數(shù)目的確定確定型腔數(shù)目的方法有很多，如根據(jù)鎖模力、根據(jù)最大注射量、根據(jù)制品的精度要求、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性等等。這里選用根據(jù)最大注射量來(lái)確定型腔數(shù)目在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注射機(jī)的型號(hào)，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)與塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算能夠選取的型腔數(shù)目，也有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目的，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)等進(jìn)行校核計(jì)算，看所選得型腔

46、數(shù)目是否滿足要求。所謂單型腔模具是指在一副塑料模中只有一個(gè)型腔一個(gè)模塑周期生產(chǎn)一個(gè)制品的模具。這種模具與多型腔相比，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，往往不能充分發(fā)揮設(shè)備潛力。單型腔模主要用于大型塑料制品和形狀復(fù)雜或嵌件多的塑料制品生產(chǎn)，或生產(chǎn)批量不大的場(chǎng)合。多型腔模具是在一副塑料模具中有兩個(gè)以上的型腔，這種模具生產(chǎn)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。多型腔模具主要用于塑料制品較小，生產(chǎn)批量較大的場(chǎng)合。通過(guò)用 PRO/E 軟件畫(huà)圖實(shí)體，測(cè)出單個(gè)塑件體積為 105.84cm3 ，澆注系統(tǒng)凝料的容積為。3857. 0cmVj= 現(xiàn)在根據(jù)注射機(jī)最大注射量來(lái)確定型腔數(shù)目：根據(jù)選擇 XS-ZY-500/350 螺桿式注射

47、機(jī)，得注射機(jī)最大注射量為，澆注系統(tǒng)凝料的容積為3500cmVg=，單個(gè)塑件的容積為105.84cm33857. 0cmVj=sV根據(jù)公式 n=(0.8Vg-Vj)/Vs =（0.8x500-0.857）/105.84=3.77（體積數(shù)據(jù)是用 Pro/E 查詢）圓整為 n=3，故型腔數(shù)目為 3。因?yàn)樗芗A盒有側(cè)向抽芯，從結(jié)構(gòu)上考慮采用此側(cè)向抽芯，使到結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，另外且因塑件較大，有很大的難度。所以最終選擇型腔數(shù)目為 1。是符合設(shè)計(jì)要求的。3.1.2 分型面的設(shè)計(jì)分型面的選擇與塑件的幾何形狀與尺寸精度、脫模方法、后處理工序、模具類型、排氣條件、嵌件位置、澆口形式有關(guān)。將模具適當(dāng)?shù)姆殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可

48、以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件與澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表明稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性與塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。分型面的選擇有以下 7 原則：（1）分型面應(yīng)便于塑料制品的脫模（2）分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯（3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件制品的質(zhì)量（4）分型面的選擇應(yīng)有利于防止熔料的流出（5）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣（6）分型面的選擇使成型零件便于加工（7）分型面的選擇必須考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)（

49、8）分型面的選擇必須考慮對(duì)成型面積的影響為了使塑料制品的脫模和安裝嵌件的需要，模具型腔由兩部分或更多部分組成，這些可分離部分的接觸表面稱為分型面。分型面可能是垂直于合模方向， 19 / 64也可能平行于合模方向。分型面的形狀有平面和斜面，還有階梯面和曲面，現(xiàn)采用階梯型分型面。其分型面結(jié)構(gòu)圖 3.1 如下圖 3.1 分型面（1）為了便于塑料制品脫模，在考慮型腔的總體結(jié)構(gòu)時(shí)，必須注意制品在型腔中的方位，盡量只采用一個(gè)與開(kāi)模方向垂直的分型面。避免側(cè)向分型和側(cè)向抽芯。為了便于制品脫模，在一般情況下應(yīng)使用開(kāi)模時(shí)留在下?；騽?dòng)模上，這是因?yàn)橥瞥鰴C(jī)構(gòu)一般都設(shè)在下?；騽?dòng)模部分。對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)的模具正確確定塑料制

50、品的開(kāi)模時(shí)間更重要。怎樣使制品留在動(dòng)?；蛳履Ｖ?，必須正確分析制品中的定模和動(dòng)模的關(guān)系，做到摩擦力朝動(dòng)?；蛳履Ｒ环健＃?）為了保證制品質(zhì)量，對(duì)有同軸度要求的塑料制品應(yīng)將有同軸度要求的設(shè)在同一模板。（3）為了便于排氣，一般分型面應(yīng)與熔體流動(dòng)的末端重合。（4）為了取出制品，開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程。3.1.33.1.3 型腔的配置這是模具結(jié)構(gòu)總體方案的規(guī)劃和確定。因?yàn)橐坏┬颓徊贾猛戤叄瑵沧⑾到y(tǒng) 的走向和類型就已確定。在此基礎(chǔ)上可以選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。這里選擇用一模一腔，因此型腔一般在標(biāo)準(zhǔn)模架的中央。3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.2.1 澆注系統(tǒng)的簡(jiǎn)介注射模澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到

51、型腔之間的進(jìn)料通道。其作用如下：將塑料溶體平穩(wěn)地引入型腔，并使之能填充型腔，并把注射壓力傳到型腔的各部分，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸精確的塑件。同時(shí)也為了使型腔的氣體能順利地排出。3.3.2.2 澆注系統(tǒng)的分類與組成澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)的組成：1.主流道：連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔的進(jìn)料通道；2.分流道：是主流道與澆口之間的進(jìn)料通道；3.澆口：分流道與型腔之間窄小部分；4.冷料穴:作用是儲(chǔ)存冷料，還有勾住主流道和分流道的冷凝料，將其保留在動(dòng)模一側(cè)，便于脫模。 熱流道澆注系統(tǒng)：是指在注射成型的整個(gè)過(guò)程中，模具澆注系統(tǒng)的塑料一直保持熔融狀態(tài)，

52、澆注系統(tǒng)的塑料并不冷卻和固化，從而避免產(chǎn)生澆注系統(tǒng)凝料贅物。3.2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則1.排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔；2.流程要短。減小壓力和熱量損失與塑料消耗量，同時(shí)縮短了沖模時(shí)間；3.防止型芯變形和嵌件位移。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件；4.防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應(yīng)減輕澆口附近應(yīng)力集中；5.合理選擇冷料穴。 21 / 643.2.4 主流道的設(shè)計(jì)主流道一般位于模具的中心線上，它與注射機(jī)的噴嘴軸線重合，以利于澆注系統(tǒng)的系統(tǒng)布置。主流道設(shè)計(jì)盡量粗大，以利于熔體順利地向分流道流動(dòng)。但過(guò)度粗大，會(huì)造成塑料消耗、浪費(fèi)過(guò)多。若主流道過(guò)小熔體的流動(dòng)阻力就會(huì)增大，壓力損失

53、大，對(duì)充模不利。又因?yàn)橹髁鞯垒S線垂直于分型面，故此設(shè)計(jì)屬于直澆注系統(tǒng)。主流道的橫截面采用圓形。為了流道凝料的脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度為 2 至 6 度，壁粗糙度小于 0.8um，小短直徑 D 應(yīng)大于噴嘴直徑約 0.5-1mm，且大于注射機(jī)噴嘴直徑，主流道的長(zhǎng)度一般不超過(guò) 60mm。主流道大端與分流道相接處應(yīng)有圓角，取 13mm，目的是減少料流的阻力。（一） 主流道的尺寸計(jì)算：依據(jù)選擇的注射機(jī)參數(shù)部分尺寸（單位：mm）得：噴嘴直徑為 5；主流道小端直徑 d注射機(jī)噴嘴直徑（0.51）5+16；主流道球面半徑 SR噴嘴球面半徑（12）18+119；球面配合高度 h=5（一般為 3-5mm）

54、；主流道錐角 a=3；主流道長(zhǎng)度 L=63；主流道大端直徑 D12.61mm（二） 澆口套 圖 3.2 澆口套3.2.5 分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道進(jìn)入型腔前，通過(guò)截面積的變化與流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò)渡段。分流道應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快的流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過(guò)程中壓力損失與熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均勻的分配到各個(gè)型腔。適用于多型腔或是單型腔多澆口時(shí)設(shè)置的分流道。分流道表面不要求太光潔。因?qū)β菁y圓盒塑件的設(shè)計(jì)采用的是單型腔單澆口，所以只要進(jìn)行主流道設(shè)計(jì)便可，無(wú)需分流道。

55、3.2.6 澆口的設(shè)計(jì)（一）澆口的概述澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。 23 / 64（二）澆口的作用：使塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，以利于迅速充滿型腔，同時(shí)還起封閉型腔防止熔體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易分離。（三）澆口的選擇原則（1）盡量縮短流動(dòng)距離（2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁最厚處（3）必須盡量減少或避免熔接痕（4）應(yīng)有利于型腔中氣體的排除（5）考慮分子定向的影響（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（7）不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口（8）澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量澆口的形式直接澆口：由主流道直接進(jìn)料，故熔體的壓力損失小，成形容易，且有利于補(bǔ)縮和排氣。因此，直澆口適用圍廣

56、，常用于成形大型、厚壁、長(zhǎng)流程以與一些高粘度的制品。按設(shè)計(jì)要求應(yīng)選用直接澆口，如下圖 3.3圖 3.3 直接澆口 側(cè)澆口：一般開(kāi)設(shè)在模具分型面上，從制品邊緣進(jìn)料。本設(shè)計(jì)不采用該形式。 圖 3.4 側(cè)澆口3.3 彎銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)彎銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理和斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)相似，不同的是在機(jī)構(gòu)上以矩形截面的彎銷代替了斜導(dǎo)柱?？偟膩?lái)說(shuō)就是斜導(dǎo)柱的一個(gè)變形。（一）其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：（1）強(qiáng)度高，可采用較大的傾斜角。因抗彎強(qiáng)度高，所以可比斜導(dǎo)柱獲得較大的抽芯距。彎銷本身對(duì)型芯滑塊可起到鎖緊作用，并有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。（2）可以延時(shí)抽芯。彎銷的工作面于側(cè)型芯滑塊的斜面可設(shè)計(jì)成離開(kāi)一段距離

57、 L，這樣根據(jù)需要，在開(kāi)模分型時(shí)，彎銷可暫不工作，直至接觸滑塊，側(cè)抽芯開(kāi)始。（二）彎銷在模具上的安裝方式彎銷在模具上可安裝在模外，也可以安裝在模，但是一般以安裝在模外多。從型芯、型腔的結(jié)構(gòu)考慮，將采用模外安裝。模外安裝的結(jié)構(gòu)，除了安裝方便可見(jiàn)外，還可以減少模板尺寸和模具重量。這是選用彎銷的一個(gè)優(yōu)點(diǎn) ，如圖 3.5 25 / 64 圖 3.5 彎銷3.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)就是使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)。它的動(dòng)作是通過(guò)注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來(lái)完成的。其結(jié)構(gòu)如下圖 3.6圖 3.6 推塊3.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與選用 (一) 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則（1）盡量使塑料制品留在動(dòng)模上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

58、可靠。（2）保證制品不變形不損壞（3）保證制品外觀良好（4）推出動(dòng)作要準(zhǔn)確、靈活，無(wú)干涉現(xiàn)象，且推出零件更換容易。（5）合模時(shí)的正確復(fù)位3.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時(shí)正確定位的導(dǎo)向零件。合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向現(xiàn)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置的主要作用有：(1)導(dǎo)向作用(2)定位作用(3)承受一定的側(cè)向壓力3.7 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)柱類型的選用導(dǎo)柱的形式有帶頭導(dǎo)柱、帶肩導(dǎo)柱兩種。帶頭導(dǎo)柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具。小批量生產(chǎn)一般不需要用導(dǎo)套，而是導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。生產(chǎn)大批量時(shí)，也可在模板中設(shè)置導(dǎo)套，導(dǎo)向孔磨損后，

59、只需要更換導(dǎo)套既可。帶肩導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，用于精度要求較高、生產(chǎn)批量大的模具，導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合，導(dǎo)套固定孔直徑與導(dǎo)柱固定孔直徑相等，兩孔可同時(shí)加工，確保同軸度的要求。由于本塑件模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于小批量生產(chǎn)，故選用帶頭導(dǎo)柱。（2)導(dǎo)柱的配合精度導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間固定部分采用 H7/k6 的過(guò)渡配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的滑動(dòng)部分采用 H7/g6 的間隙配合。（3)導(dǎo)柱的數(shù)量與布置 27 / 64導(dǎo)柱應(yīng)均勻設(shè)置在模具分型面的四周，為確保動(dòng)模和定模只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置方式采用對(duì)稱布置。本模具屬于較小的注射模，故現(xiàn)定導(dǎo)柱的數(shù)目為 4 個(gè)。（4)導(dǎo)柱的長(zhǎng)度導(dǎo)柱的長(zhǎng)度比型芯面高出 812mm，以避

60、免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。（5)材料采用 20 鋼經(jīng)滲碳淬火處理或 T8A、T10A 鋼經(jīng)淬火處理，本例采用 T8A,熱處理硬度為 5055HRC，抗拉強(qiáng)度為 1719.2-2074.2Mpa。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度 Ra 為 0.8m，導(dǎo)向部分表面粗糙度 Ra 為 0.80.4m。（二）導(dǎo)套的設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)套結(jié)構(gòu)選擇選用典型結(jié)構(gòu)直導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。（2）形狀為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好作成通孔，以利于排孔的空氣與殘?jiān)鼜U料。（3）材料導(dǎo)套用與導(dǎo)柱一樣的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)